[發(fā)明專利]一種帶滑動斜彈簧的三維隔振裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010096812.6
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111305632B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周穎;張增德;陳鵬;劉浩
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98;F16F7/00
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發(fā)明公開了一種帶滑動斜彈簧的三維隔震/振裝置，由上下串聯(lián)的水平和豎向隔震/振單元組成。水平隔震/振單元為第一形狀系數(shù)較大的薄疊層橡膠支座，包含高純度鉛芯耗能單元；豎向隔震/振單元由第一形狀系數(shù)較小的厚疊層橡膠支座和連接豎向重負荷線性導(dǎo)軌的斜向矩形壓縮彈簧并聯(lián)組成，通過低硬度高阻尼橡膠彈性變形、線性導(dǎo)軌聯(lián)動的斜向矩形彈簧拉壓變形，共同隔離豎向震/振動，還可改變厚疊層橡膠支座的第一形狀系數(shù)和矩形彈簧的剛度系數(shù)，減小不同頻率和振幅的豎向振動，實現(xiàn)三維隔震/振。本發(fā)明屬于一種被動式震/振動控制手段，可廣泛應(yīng)用于城市軌道交通上蓋結(jié)構(gòu)的隔震層和重要的大中型機械設(shè)備底部。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶滑動斜彈簧的三維隔振裝置，屬于土木工程和機械工程隔振技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著城市用地緊張，傳統(tǒng)的二維布局純交通開發(fā)模式已無法滿足城市系統(tǒng)的發(fā)展，利用交通車輛段上層空間開發(fā)形成一種三維立體城市功能的疊加，成為新的發(fā)展模式。城市軌道交通上蓋建筑物即新三維布局下的產(chǎn)物，可在節(jié)約土地資源的基礎(chǔ)上，進一步發(fā)展我國交通建設(shè)。目前，上蓋建筑物的開發(fā)均需設(shè)置轉(zhuǎn)換層，即大厚度的蓋板，結(jié)構(gòu)整體呈上重下輕的特點，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體抗震性能不佳，而將層間隔震技術(shù)應(yīng)用于上蓋開發(fā)設(shè)計中，可解決大底盤和上蓋建筑物直接轉(zhuǎn)換帶來的剛度突變的不利影響，提高結(jié)構(gòu)整體抗震性能。同時，城市軌道交通上蓋建筑物的基礎(chǔ)直接布置在地鐵引起的振源激勵上，導(dǎo)致其對環(huán)境造成的影響比軌道沿線的建筑物要大，帶來城市軌道交通引起振動和噪聲污染等問題，有必要采取相應(yīng)的振動控制措施來減小上蓋建筑物的車輛激勵振動。

另一方面，對于地鐵沿線的建筑物內(nèi)對振動敏感的大中型精密儀器，要求工作環(huán)境苛刻，其運行狀態(tài)的好壞直接影響儀器的安全性和數(shù)據(jù)可靠性，然而城市軌道交通引起的水平和豎向振動會對其正常工作造成影響，因此需要采取措施減小此類設(shè)備的振動。

較為成熟的隔震技術(shù)方案是采用疊層橡膠支座，然而該類支座豎向剛度大，只能隔離建筑物內(nèi)的水平振動，無法減小建筑物和大中型設(shè)備中的豎向振動。目前也有學(xué)者提出三維隔震裝置，但大多數(shù)隔震裝置豎向隔振目標單一，無法適應(yīng)較大范圍內(nèi)的支座剛度的調(diào)整，且豎向剛度不明確，如單一的厚疊層橡膠支座豎向剛度過小會導(dǎo)致水平剛度無法滿足結(jié)構(gòu)需求，無法適用于城市軌道交通上蓋建筑物和大中型精密儀器。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種帶滑動斜彈簧的三維隔振裝置，可通過水平隔振單元使上部結(jié)構(gòu)或設(shè)備隔離水平地震動或其他振動，改變厚疊層橡膠支座的形狀系數(shù)和矩形壓縮彈簧的剛度系數(shù)，隔離地震動和不同類型的環(huán)境振動，實現(xiàn)三維隔振。

本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種帶滑動斜彈簧的三維隔振裝置，其特征在于，包括框架機構(gòu)、水平隔振單元和豎向隔振單元；所述水平隔振單元和豎向隔振單元之間為串聯(lián)功能關(guān)系；所述豎向隔振單元包括厚疊層橡膠支座和減振裝置；

所述框架機構(gòu)包括上連接板1、內(nèi)部上連接板2、內(nèi)部下連接板9、下連接板25；所述下連接板25包括側(cè)壁251、頂板252、底板253；所述下連接板25設(shè)計成箱式結(jié)構(gòu)，厚疊層橡膠支座和減振裝置安裝于下連接板25箱體內(nèi)，厚疊層橡膠支座和減振裝置兩者為并聯(lián)功能關(guān)系，且減振裝置布置在厚疊層橡膠支座外圍；內(nèi)部下連接板9設(shè)置于下連接板25頂部，用于與水平隔振單元連接，下連接板25通過其底板253與工作臺固定連接；所述上連接板1、內(nèi)部上連接板2之間設(shè)置和安裝水平隔振單元，所述上連接板1與被隔振機械設(shè)備連接；所述內(nèi)部上連接板2、內(nèi)部下連接板9通過螺栓連接。

所述水平隔振單元通過上連接板(1)與上部結(jié)構(gòu)或設(shè)備相連，同時通過內(nèi)部上連接板(2)與豎向隔振單元相連；中間通過夾層環(huán)形鋼板(3)和環(huán)形薄疊層橡膠(4)交錯疊置制作而成，且外部包覆有圍繞內(nèi)部夾層的上部保護橡膠(5)，并在支座中部設(shè)置高純度的鉛芯(6)，用于調(diào)整阻尼，提高上部支座的變形能力。